文献综述
1.前言
长期以来水体受到氮素污染的严重威胁从而带来很严重的问题。氮素来源主要是因为氮肥的不合理使用，使大量的氮进入水体，使水体造成富营养化的问题，而污水的排放也是重要来源之一。因为国家排放标准的提高，所以对污水处理的要求也相应提高。而生物炭作为一种吸附剂因其环境友好、取材广泛而又操作简单受到研究者的广泛关注。
生物炭（英语：Biochar）是生物质在缺氧和高温条件下热裂解干馏形成难溶的、稳定的、高度芳香化的、富含碳素的固态物质，具有较大的孔隙度和比表面积，表面带有大量负电荷和较高的电荷密度，并且富含含氧、含氮、含硫官能团，具有很大的阳离子交换量和较强的吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力，是一种良好的吸附材料。制备生物炭的生物质原料来源广泛, 包括: 农作物残体、林业废弃物、禽畜粪便和骨骼、污泥和固体垃圾等有机废弃物料。制备生物炭的方法分为:高温分解制造和变废为宝方式。
而在氮对生态环境造成的影响中，我通过收集资料发现水体中的氮主要来自生物体的代谢和腐败，氮肥的流失，以及工业废水和生活污水的排放。当水体中氮过量时会造成富营养化，使水质恶化，影响水生生物的生长及繁殖。近年来, 国内外很多学者在生物炭的制备、性质等方向做了大量的研究，但是在生物炭对低氮（低磷)污水的脱氮（脱磷）的研究却很少。我认为低氮污水脱氮处理这一方面还有很大的研究空间以及应用前景。
2.研究现状
目前用于水处理的吸附剂有生物炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石及离子交换树脂等，其中生物炭吸附是用的最多的吸附剂。生物炭技术是20世纪60年代从国外引进的深度处理技术，不仅是最成熟有效的方法，而且是具有潜力的技术。
生物炭是弱极性的多孔吸附剂，有发达的细孔结构和巨大的比表面积，它的作用机理是通过物理吸附去除污水中的有机物。姚旭的研究中0.45mm粒径的水稻秸秆生物炭吸附溶液中氨氮效果优于2.0mm粒径，表明不同粒径的同种生物炭除污效果不同。而2005年底吉林石化双苯厂爆炸对松花江下游水污染的紧急处理，更说明了颗粒生物炭（GAC）或粉末生物炭（PAC）优良的净水效果。
生物炭对有机物的去除受有机物特性的影响，主要是有机物的极性和分子大小的影响，同样大小的有机物，溶解度愈大，亲水性愈强，生物炭对其吸附性愈差。实验结果表明:生物炭对分子量在500——3000的有机物，如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等，有十分明显的去除效果，去除率一般在70%——87%之间。而且对用生物法和其它化学法难以去除的有机污染物，如除草剂、杀虫剂、合成洗涤剂及许多人工合成的有机化合物等都有较好的去除效果。美国国家环保局1996年在493个饮用水处理厂进行了调查，推荐的主要工艺为生物炭吸附和膜工艺。
而外在的环境条件也是影响去除氮素的重要原因。索桂芳等发现稻壳炭、山核桃壳炭和竹炭这3种生物炭在pH值为9、吸附时间为3h、初始浓度为 100 mg·L-1、生物炭量为 0.05 g时，吸附效果最好；而这3种生物炭相比较，稻壳炭对氮素具有最佳的吸附效果。由此可以得到，不同种类的生物炭以及在不同的PH环境下的生物炭对氮素的吸附效果是不同的。李飞跃等人的研究发现了pH 和离子强度对稻壳生物质炭吸附去除氨氮的效果影响较大，pH=4离子强度为0时，氨氮的吸附去除效果最佳。这表明了pH与离子强度对生物炭去氮有着明显作用。王章鸿等研究发现生物炭对氮、磷的吸附性能主要受热解终温影响，升温速率和恒温时间的影响较小。这表明了通过控制热解终温来影响生物炭对氮、磷的吸附效果。
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